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    • 专利摘要:
    Die Erfindung betrifft eine Halterungsvorrichtung für ein rohrförmiges Werkstück zur Verwendung in Verbrennungsmotoranlagen. Zur beweglichen Aufnahme eines rohrfömigen Werkstückes an einem flächigen Bauteil innerhalb einer Verbrennungsmotoranlage und gleichzeitigen Abdecken einer zur Aufnahme des rohrförmigen Werkstückes geschaffenen Öffnung innerhalb des flächigen Bauteils wird eine Halterungsvorrichtung mit einem beweglichen Scheibenelement zur Aufnahme des rohrförmigen Werkstücks vorgeschlagen, wobei das Scheibenelement in der Öffnung des flächigen Bauteils angeordnet wird. Weiterhin weist die Halterungsvorrichtung ein Rahmenelement auf, welches das Scheibenelement hält und am Öffnungsrand des flächigen Bauteils gelagert ist. Die Ausbildung der Halterungsvorrichtung ist derart gestaltet, dass sie nach Aufnahme des rohrförmigen Werkstückes die Öffnung des flächigen Bauteils abdeckt. Bevorzugt ist das flächige Bauteil ein im Bereich einer Verbrennungsmotoranlage angeordneter Hitzeschild und das rohrförmige Werkstück ein Sensor, besonders bevorzugt eine Lambdasonde.
    公开号:DE102004023442A1
    申请号:DE200410023442
    申请日:2004-05-12
    公开日:2005-12-08
    发明作者:Manfred Brühl；Otto Müller；Jutta Reiss
    申请人:Reinz Dichtungs GmbH；
    IPC主号:B60R11-02
    专利说明:
    [0001] DieErfindung betrifft eine Halterungsvorrichtung für ein rohrförmiges Werkstück zur Verwendung inVerbrennungsmotoranlagen.
    [0002] InVerbrennungsmotoranlagen sind häufig, aufgrundder immer stärkerzunehmenden kompakten Bauweise bei Motoren und Motoranlagen, rohrförmige Werkstücke innerhalbeiner Verbrennungsmotoranlage so angeordnet, dass sie entweder durch Öffnungenin anderen Bauteilen der Verbrennungsmotoranlage geführt werdenoder mit einem freien Ende an anderen Bauteilen der Verbrennungsmotoranlageanliegen und dort befestigt werden müssen. Im weiteren Verlauf wirdder Begriff Verbrennungsmotoranlage als mindestens sowohl einenVerbrennungsmotor als auch das dazugehörige Abgassystem umfassendangesehen.
    [0003] Beispielsweiseist es bei Kraftfahrzeugen bekannt, zur Erzielung möglichstschadstofffreier Abgase, den Sauerstoffgehalt im Abgaskanal durchSauerstoffmesssonden, sogenannte Lambdasonden, zu messen. Zu diesemZweck werden die Lambdasonden in einem Abgaskanal einer Verbrennungsmotoranlageangeordnet, wobei nur der Bereich der Sonde, der den Sensor umfasst,innerhalb des Abgaskanals angeordnet wird, während der restliche Bereich derSonde, an welchem zum Beispiel die Anschlussbuchsen untergebrachtsind, außerhalbdes Abgaskanals angeordnet ist.
    [0004] InVerbrennungsmotoranlagen werden unter anderem flächige Bauteile verwendet, dieaufgrund ihrer flächigenAusgestaltung und der kompakten Bauweise von Verbrennungsmotoranlagenvielfach ein Hindernis fürrohrförmigeWerkstückeder Verbrennungsmotoranlagen darstellen, so dass letztere durchdie flächigenBauteile hindurchgeführtwerden müssen.So werden beispielsweise im Kraftfahrzeugbau zur Abschirmung temperaturempfindlicherBauteile und Baugruppen von Wärmequellen,insbesondere von abgasführendenBauteilen, im Allgemeinen flächigeHitzeschilde zwischen den Wärmequellen undden temperaturempfindlichen Bauteilen angeordnet. Im Bereich desAbgasstrangs sind die Hitzeschilde oft so angeordnet, dass die Lambdasonden über diesehinausragen und somit eine Öffnungim Hitzeschild ausgebildet werden muss, durch die die Lambdasondehindurch geführtwerden kann. Die Öffnungmuss einen größeren Durchmesseraufweisen als der Durchmesser der Lambdasonde, also ausreichendToleranz bieten, damit es zum einen durch Vibration der Verbrennungsmotoranlagebedingte Bewegungen der Bauteile und zum anderen durch temperaturabhängige Ausdehnungender Bauteile nicht zu Spannungen und letztendlich zu Schäden an denBauteilen kommt.
    [0005] Durchden größeren Durchmesserder Öffnungim Vergleich zum Werkstück,welches durch die Öffnunghindurch geführtwird, kommt es in diesem Bereich zu Undichtigkeiten. Insbesonderebei Öffnungendurch Hitzeschilde kann es durch die großen Temperaturdifferenzen derUmgebungsluft der beiden Seiten des Hitzeschildes zu Kamineffektenkommen, wodurch heißeLuft in Bereiche von temperaturempfindlichen Bauteilen strömt und eineBeschädigungdieser Bauteile eintreten kann (z.B. Schmelzen von Kabelisolierungen,Verformung von Kunststoffbauteilen, etc.). Um dieses Problem zu überwinden, sindKonstruktionen bekannt, bei denen der Teil des rohrförmigen Werkstückes, welcherdurch die Öffnungeines anderen Bauteils hindurchragt, mit einem Isolierstrumpf versehenwird, welcher die Öffnungabdichtet. Nachteilig wirkt sich hierbei aus, dass die dauerhafteBefestigung eines solchen Isolierstrumpfes sehr aufwändig istund somit die Komplexitätdes Herstellungsprozesses solcher Anordnungen deutlich erhöht.
    [0006] Auchbei rohrförmigenWerkstücken,die an flächigenBauteilen anliegen und/oder daran befestigt sind, kann es durchdie unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizientender verschiedenen Bauteile und durch Vibration der Verbrennungsmotoranlagezu Spannungen und schließlichzu Beschädigungenan den Bauteilen kommen.
    [0007] DerErfindung liegt daher die A u f g a b e zugrunde, eine Halterungsvorrichtungfür einrohrförmigesWerkstückbereitzustellen, welche zum einen eine Öffnung in einem flächigen Bauteileiner Verbrennungsmotoranlage zuverlässig und dauerhaft abdecktund zum anderen ausreichend Toleranz für die Bewegungen des rohrförmigen Werkstückes bietet,um so Spannungen zu reduzieren und Beschädigungen der Bauteile zu vermeiden.
    [0008] Erfindungsgemäß wird dieseAufgabe dadurch gelöst,dass die Halterungsvorrichtung mindestens ein Scheibenelement aufweist,welches einen Aufnahmebereich zur Aufnahme des rohrförmigen Werkstückes aufweist,wobei das Scheibenelement in einer Öffnung eines flächigen Bauteilsder Verbrennungsmotoranlage angeordnet ist und in der Scheibenebenebewegbar ist. Daneben weist die Halterungsvorrichtung ein Rahmenelementauf, welches das Scheibenelement hält und welches am Öffnungsrandbereichdes flächigenBauteils gelagert ist. Des Weiteren ist die Halterungsvorrichtungso aus gebildet, dass sie nach Aufnahme des rohrförmigen Werkstückes die Öffnung desflächigenBauteils abdeckt.
    [0009] VorteilhafteAusgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
    [0010] Dadurch,dass das Scheibenelement in der Öffnungund in Scheibenebene beweglich angeordnet ist, schafft die Halterungsvorrichtungausreichend Toleranz fürdie Bewegungen des vom Scheibenelement aufzunehmenden rohrförmigen Werkstücks, so dassSpannungen am Werkstückoder an der Halterungsvorrichtung vermieden werden. Des Weiteren wirddurch die Anordnung des Rahmenelementes und des Scheibenelementesdie Öffnungim flächigen Bauteilabgedeckt und Undichtigkeiten werden somit vermieden.
    [0011] Bevorzugterweisewird die erfindungsgemäße Halterungsvorrichtungin Öffnungenvon Hitzeschilden im Bereich von Verbrennungsmotoranlagen angeordnet.Häufigbefinden sich diese Hitzeschilde im Bereich des Abgassystems, unddie rohrförmigen Werkstücke, dievon der Halterungsvorrichtung aufgenommen werden bzw. durch diesedurchgehen, sind bevorzugt Sensoren, insbesondere Lambdasonden.Vorteilhaft ist hierbei, dass zum einen Kamineffekte vermieden undtemperaturempfindliche Bauteile auf der der Wärmequelle abgewandten Seitedes Hitzeschildes nicht beschädigtwerden und zum anderen die Sensoren, die durch die Halterungsvorrichtunghindurch geführtwerden, selbst auch geschützt sind.
    [0012] Grundsätzlich istdas Scheibenelement nicht auf eine bestimmte Form festgelegt. Vorteilhafterweiseist es jedoch rund, oval oder vieleckig ausgebildet, wobei das dasScheibenelement haltende Rahmenelement jeweils an die gewählte Formdes Scheibenelementes angepasst ausgebildet wird. Des Weiteren kanndas Rahmenelement gegenüberdem Scheibenelement so ausgebildet werden, dass eine Bewegung desScheibenelementes nur entlang einer Richtung der Scheibenebene möglich ist.Dies kann insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn das aufzunehmenderohrförmigeWerkstücknur eindimensionalen Bewegungen ausgesetzt ist. In diesem Fall werden Spannungendurch den Bewegungsfreiraum entlang einer Richtung vermieden, undgleichzeitig wird eine stabile Lagerung durch Vermeidung unnötigen Spiels entlangder anderen Richtung der Scheibenebene gewährleistet. Bei der Verwendungvon vieleckigen Scheibenelementen ist weiterhin vorteilhaft, dassdie Drehbarkeit des Scheibenelementes eingeschränkt werden kann. Das Scheibenelementkann zudem nur übereinen Teilbereich flach ausgebildet sein, das heißt, nurdort, wo es fürdie Beweglichkeit in Scheibenebene erforderlich ist, beispielsweiseim äußeren Randbereich.In den übrigenBereichen kann das Scheibenelement in die Höhe gebaut sein.
    [0013] Ineiner bevorzugten Ausführungsformwird das Scheibenelement aus Metall oder einer Metalllegierung,besonders bevorzugt aus Kupfer oder Stahl hergestellt. Diese Werkstoffeeignen sich besonders sowohl durch ihre guten Formgebungseigenschaften alsauch durch ihre Hitzebeständigkeit.Außerdem können auchhochtemperaturstabile faserverstärkte Werkstoffefür dieAusbildung des Scheibenelementes verwendet werden.
    [0014] Ineiner weiteren Ausführungsformwird das Scheibenelement mehrlagig ausgebildet. In Abhängigkeitvon der jeweiligen Form und Gestaltung des Scheibenelementes kannein mehrlagiger Aufbau die Herstellungsvorgänge und die Montage vereinfachen unddazu beitragen, dass das Scheibenelement besser mit dem Rahmenelementkorrespondiert. Auch ist es möglich,nur Teilbereiche des Scheibenelementes mehrlagig auszuführen.
    [0015] Ineiner weiteren bevorzugten Ausführungsformwird das Rahmenelement, wie das Scheibenelement, aus Metall odereiner Metalllegierung, besonders bevorzugt aus Kupfer oder Stahl,gebildet. Außerdemkönnenauch hier hochtemperaturstabile faserverstärkte Werkstoffe verwendet werden.
    [0016] Ineiner weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist derRand des Rahmenelementes als Flansch ausgebildet. Der Flansch wirddabei so angeordnet, dass die Halterungsvorrichtung mit dem Flanschauf dem Randbereich der Öffnungdes flächigenBauteils aufliegt. In einer Variante der Erfindung wird der Flanschdes Rahmenelementes fest am Randbereich der Öffnung des flächigen Bauteilsangebracht, wobei die Verbindung vorteilhafterweise durch Schweißen, Nieten,Verkrallen und/oder Bördelnhergestellt wird. Dadurch wird gewährleistet, dass die Halterungsvorrichtungortsfest ist und sich nur das Scheibenelement zusammen mit dem rohrförmigen Werkstück relativzum flächigenBauteil bewegen kann. Der Flansch kann aus mehreren Lagen des Rahmenelementesgebildet werden, beispielsweise aus zwei Lagen, die zweckmäßig an ihren Stirnseitenbündigabschließen.
    [0017] Zweckmäßigerweiseist das Rahmenelement so ausgebildet, dass es den Randbereich des Scheibenelementesumgreift. Hierbei ist darauf zu achten, dass die Umgreifung so ausgeführt wird, dassdie Bewegungsfreiheit des Scheibenelementes nicht behindert wird.Die Längeder Umgreifung sollte dabei größer sein,als das maximale Spiel des Scheibenelementes, so dass eine sichereLagerung des Scheibenelementes im Rahmenelement gewährleistetist. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das Rahmenelement zweilagigausgeführtwird, wobei die Lagen im Randbereich zusammengeführt werden, um den Flanschauszubilden. Zur Mitte des Rahmenelementes hin spreizen die beidenLagen dann auf, so dass zwischen ihnen das Scheibenelement gelagertwerden kann und eine Umgreifung desselben erfolgt.
    [0018] Ineiner alternativen Ausführungsformweist das Rahmenelement jeweils ein oberes und ein unteres Halterungselementauf, welche an ihren Randbereichen am flächigen Bauteil anliegen undzwischen welchen das Scheibenelement angeordnet ist. Vorteilhafterweisewird sowohl das obere als auch das untere Halterungselement ebenausgeführt,so dass sie bündigam flächigenBauteil anliegen. Das flächigeBauteil kann hierzu auch lokal planiert werden.
    [0019] DesWeiteren ist es bevorzugt, das obere und das untere Halterungselementdurch Querstege miteinander zu verbinden, so dass die Steifigkeitdes Rahmenelementes verbessert wird und sich das obere und das untereHalterungselement nicht gegeneinander verschieben oder verdrehenkönnen.Zusätzlichkönnenauf den Innenseiten der beiden Halterungsvorrichtungen Nuten vorgesehensein, die jeweils ein freies Ende eines Steges aufnehmen, was zueiner Erhöhungder Langzeitstabilitätder Halterungsvorrichtung führt.Die Höheder Stege wird im Wesentlichen der Dicke des flächigen Bauteils angepasst,so dass keine großenVorsprüngeam flächigenBauteil entstehen. Bei dieser Ausbildung ist zunächst grundsätzlich das Scheibenelementrelativ zum Rahmenelement beweglich. Das Rahmenelement kann relativzum flächigenBauteil beweglich sein. Bevorzugterweise werden jedoch das obere unddas untere Halterungselement fest am flächigen Bauteil durch Schweißen, Nieten,Verkrallen und/oder Bördelnangebracht, wodurch die Stabilität derHalterungsvorrichtung weiter erhöhtwird.
    [0020] DieMontage der erfindungsgemäßen Halterungsvorrichtungerfolgt zweckmäßig durchdas Zusammensetzen der einzelnen Komponenten oder vormontierterKomponenten am flächigenBauteil. Beispielsweise wird zunächstdas untere Halterungselement des Rahmenelementes am flächigen Bauteil befestigt,das Scheibenelement aufgesetzt und anschließend das obere Halterungselementauf dem gegenüberliegendenRandabschnitt des flächigen Bauteilsbefestigt.
    [0021] Ineiner weiteren bevorzugten Ausführungsformist das Rahmenelement als Teil des Scheibenelementes ausgebildet.Dabei besteht das Rahmenelement im Wesentlichen aus einem oberenund einem unteren Halterungselement, die beide eben ausgebildetsind und so angeordnet werden, dass sie jeweils auf einer gegenüberliegendenSeite des Randbereiches der Öffnungdes flächigenBauteils mit ihren äußeren Rändern bündig anliegen.Bei dieser Anordnung sollte darauf geachtet werden, dass die beidenHalterungselemente im Wesentlichen flächendeckend zueinander ausgerichtetsind. An ihren inneren Rändernwerden die beiden Halterungselemente miteinander verbunden, wobeidie Verbindungsstelle beabstandet vom flächigen Bauteil ausgebildetwird, so dass die Bewegungsfreiheit des Rahmenelementes bzw. Scheibenelementesgewährleistetist.
    [0022] Dieinneren Ränderkönnenauf unterschiedliche Weise miteinander verbunden werden, beispielsweisedurch Einlegen und Befestigen eines Rings oder einer Scheibe geeigneterDicke. Besonders bevorzugt wird die Verbindung zwischen den innerenRändernder Halterungselemente aus einer mehrlagigen Verkrallung hergestellt,so dass ein innerer Wulst am Rahmenelement entsteht, der durch dieWahl der Anzahl der Lagen an die Dicke des flächigen Bauteils angepasst werdenkann, so dass wiederum ein bündigerAnschluss entsteht. Besonders bevorzugt ist es, wenn der Randbereichmindestens eines Halterungselementes zurückgebogen und dann ein Teildieses zurückgebogenenRandbereiches wieder vorgebogen wird. Wird nun der innere Bereichdes anderen Halterungselementes einmal zurückgebogen, fassen die gebogenenBereiche ineinander, und eine Verkrallung kann hergestellt werden.Gleichzeitig ist durch die spezifische Anordnung eine kongruenteAnordnung der Halterungselemente gewährleistet. Das Verkrallen erfolgtzweckmäßig am flächigen Bauteil,nachdem eines der Halterungselemente auf der einen Seite und dasandere Halterungselement auf der gegenüberliegenden Seite des flächigen Bauteilsangeordnet wurde. Alternativ könnendie nur auf sich selbst umgebördelten,nicht miteinander verkrallten inneren Ränder der Halterungselementeauch durch Verschweißenoder Vernieten miteinander verbunden werden. Das Umbördeln kanneinfach oder wiederholt ausgeführtsein, so dass das jeweilige Halterungselement entweder c-förmig oders-förmigausgebildet ist. Es ist auch möglich,ein c-förmigesmit einem s-förmigenHalterungselement zu kombinieren.
    [0023] Ineiner weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird derAufnahmebereich des Scheibenelementes für das rohrförmige Werkstück als Durchlassim Scheibenelement ausgebildet. Bevorzugterweise wird die Größe und dieForm des Durchlasses dabei im Wesentlichen dem rohrförmigen Werkstück angepasst,so dass das Scheibenelement am rohrförmigen Werkstück anliegt.Diese Ausbildungsform ist besonders dann vorteilhaft, wenn das rohrförmige Werkstück über dasflächigeBauteil hinausragt und durch dieses hindurch geführt werden muss.
    [0024] Weiterhinist es vorteilhaft, dass der Durchlass des Scheibenelementes alshohler, an beiden Stirnseiten offener Rohrstutzen ausgebildet ist,durch den das rohrförmigeWerkstückhindurch geführt wird.Durch diese Ausführungsformwird die Stabilität derLagerung des rohrförmigenWerkstücksin der Halterungsvorrichtung weiter erhöht.
    [0025] Ineiner weiteren Ausführungsformweist mindestens eine Seite des Scheibenelementes im Durchlassbereicheine Sicke auf, um die Dichtigkeit im Verbindungsbereich zwischenrohrförmigem Werkstück und Halterungsvorrichtungzu erhöhen. Alternativoder zusätzlichist es bevorzugt, dass die Innenkante des Scheibenelementes im Durchlassbereichein Gewinde aufweist, welches mit einem am rohrförmigen Werkstück angeordnetenGegengewinde korrespondiert. Durch die Gewindeverbindung wird sowohldie Gesamtsteifigkeit des Systems als auch die Dichtigkeit zwischenScheibenelement und rohrförmigenWerkstückweiter erhöht.Die Gewindeverbindung kann dabei auch dazu benutzt werden, das flächige Bauteilan einem anderen Bauteil zu befestigen und gleichzeitig über dieHalterungsvorrichtung ausreichend Toleranz für diese Befestigung zu schaffen.
    [0026] Ineiner alternativen Weiterbildung der Erfindung ist das Scheibenelementnicht mit einer Durchgangsöffnungversehen, sondern der Aufnahmebereich des Scheibenelementes weistein Befestigungselement auf, durch welches das rohrförmige Werkstück am Scheibenelementangebracht wird. Bevorzugterweise ist das Befestigungselement als Schraubeausgebildet. Diese Ausführungsformist besonders dann vorteilhaft, wenn das rohrförmige Werkstück am flächigen Bauteilanliegend angeordnet ist.
    [0027] DasBefestigungselement des Aufnahmebereiches des Scheibenelementeskann auch als Klammervorrichtung ausgebildet sein. Dadurch kanndas rohrförmigeWerkstückdurch Festklemmen am Scheibenelement befestigt werden. Dies istbesonders dann vorteilhaft, wenn ein häufiges Auswechseln oder Lösen desrohrförmigenWerkstückeszu erwarten ist.
    [0028] Ineiner weiteren bevorzugten Ausführungsformist der Aufnahmebereich des Scheibenelementes als Lagerbuchse ausgebildet.Vorteilhaft ist hierbei, dass die Lagerung des rohrförmigen Werkstückes ineiner Lagerbuchse sehr stabil ist. Zur zusätzlichen Erhöhung derSteifigkeit der Verbindung kann das rohrförmige Werkstück festmit der Lagerbuchse des Aufnahmebereiches verbunden werden.
    [0029] Zweckmäßigerweisewird innerhalb der Lagerbuchse ein Puffer angeordnet, so dass Vertikalbewegungendes rohrförmigenWerkstückesoder des flächigenBauteils, die durch Vibrationen der Verbrennungsmotoranlage verursachtwerden können,ausgeglichen werden, ohne dass es zu Beschädigungen des rohrförmigen Werkstückes kommt.Es ist bevorzugt, dass der Puffer als Drahtkissen ausgebildet wird,da dieses einfach und kostengünstighergestellt werden kann. Es kann sich jedoch auch um jedes anderegeeignete elastomere Material handeln.
    [0030] Ineiner weiteren bevorzugten Ausführungsformist der Randbereich der Öffnungdes flächigen Bauteilsauf mindestens einer Seite als Vertiefung im flächigen Bauteil ausgebildet.Die Stärkeder Vertiefung wird dabei zweckmäßig so ausgebildet,dass sie im Wesentlichen der Dicke des an der entsprechenden Seitedes flächigenBauteils anliegenden Halterungselementes des Rahmenelementes entspricht. Dieshat den Vorteil, dass die Halterungsvorrichtung nicht vorsteht unddie Oberflächedes flächigenBauteils eben ist. Handelt es sich beim flächigen Bauteil beispielsweiseum ein Hitzeschild, liegen typischerweise Dicken des Hitzeschildesvon 1,1 mm bis 1,6 mm vor. Weiterhin beträgt in diesem Fall die Dickeeines am Hitzeschild anliegenden Halterungselementes des Rahmenelementesca. 0,2 mm bis 0,4 mm. Dementsprechend würde in diesem Fall der Hitzeschildim Randbereich der Öffnungum 0,2 mm bis 0,4 mm (bzw. um 0,4 mm bis 0,8 mm im Falle von beidseitigenVertiefungen) dünnerausgebildet sein als im restlichen Bereich. Im Falle von aus Metalllagenhergestellten Hitzeschildern wird die Vertiefung bevorzugt durchPlanieren dieses Bereichs hergestellt.
    [0031] Dieerfindungsgemäße Halterungsvorrichtungkann zur Halterung beliebig vieler rohrförmiger Werkstücke verwendetwerden. Beispielsweise könnenan einem Scheibenelement mehrere Aufnahmebereiche zur Aufnahme jeeines rohrförmigenWerkstücksvorgesehen sein. Ebenfalls möglichist es, das Rahmenelement so auszubilden, dass es mehrere Scheibenelementeaufnehmen kann, die alle jeweils in Scheibenebene beweglich gelagertsind. Dadurch kann bei dicht nebeneinander angeordneten rohrförmigen Werkstücken dieAnzahl der benötigtenHalterungsvorrichtungen reduziert werden. Vorteilhafterweise wirdeine Halterungsvorrichtung, die mehrere Scheibenelemente aufnimmt,zur leichteren Montage, zweiteilig ausgebildet. Die beiden Teileder Halterungsvorrichtung werden dabei bevorzugt mittels eines Bajonettverschlussesmiteinander verbindbar ausgebildet.
    [0032] BevorzugteAusführungsformender Erfindung werden im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungerläutert.Es zeigen schematisch:
    [0033] 1 eineperspektivische Ansicht eines Teilbereichs eines Hitzeschildes mitintegrierter Halterungsvorrichtung mit Lochscheibe;
    [0034] 2 einegeschnittene Seitenansicht eines Teilbereichs einer Halterungsvorrichtungmit einem auf dem flächigenBauteil aufliegendem Flansch;
    [0035] 3 einegeschnittene Seitenansicht einer Halterungsvorrichtung mit einemauf dem flächigen Bauteilaufliegendem Flansch im verschweißten Zustand;
    [0036] 4 einegeschnittene Seitenansicht einer Halterungsvorrichtung mit oberemund unterem Rahmenelement, verbunden durch Querstege;
    [0037] 5 einegeschnittene Seitenansicht von zwei durch Verkrallung miteinanderzu verbindenden Halterungselementen eines Rahmenelementes im unverkralltenZustand;
    [0038] 6 dieHalterungsvorrichtung aus 5 im verkralltenZustand;
    [0039] 7 eineDraufsicht einer an einem Hitzeschild angebrachten Halterungsvorrichtungmit Lochscheibe;
    [0040] 8 einegeschnittene Seitenansicht einer Halterungsvorrichtung mit Klammervorrichtungim Aufnahmebereich des Scheibenelementes;
    [0041] 9 einegeschnittene Seitenansicht einer Halterungsvorrichtung mit Lagerbuchseund Puffer im Aufnahmebereich des Scheibenelementes;
    [0042] 10 einegeschnittene Seitenansicht eines Teilbereichs einer Halterungsvorrichtungmit einer Sicke am Scheibenelement;
    [0043] 11 einegeschnittene Seitenansicht einer Halterungsvorrichtung mit Lochscheibeund durch die Lochscheibe geführterLambdasonde;
    [0044] 12 dieHalterungsvorrichtung aus 3 mit gebördeltemFlansch; und
    [0045] 13 einegeschnittene Seitenansicht von zwei an ihren Innenrändern aufsich selbst umgebördeltenund miteinander verschweißtenHalterungselementen eines Rahmenelementes.
    [0046] Beiden im Folgenden dargestellten verschiedenen Ausführungsformender vorliegenden Erfindung sind gleiche Bestandteile mit gleichenBezugszeichen versehen. Weiterhin wird darauf hingewiesen, dassdie dargestellten Ausführungsbeispiele nichtals die Erfindung begrenzend anzusehen sind und dass die Figurennur schematischen Charakter haben.
    [0047] In 1 istdie perspektivische Ansicht eines Teilbereichs eines flächigen Bauteils 15 dargestellt. Beidem hier gezeigten Beispiel handelt es sich bei dem flächigen Bauteil 15 umeinen Hitzeschild. Eine Halterungsvorrichtung 10 mit einemals Lochscheibe ausgebildeten Scheibenelement 16, das einen Durchlass 20 zurAufnahme eines rohrförmigen Werkstücks, konkreteiner Lambdasonde, aufweist, ist in den Hitzeschild 15 integriert.Des Weiteren zeigt 1 zwei Befestigungsöffnungen 26 imHitzeschild 15, durch die der Hitzeschild 15 ander Verbrennungsmotoranlage – zumBeispiel im Bereich des Abgaskrümmers – befestigtwird. Verschiedene Möglichkeitender Ausgestaltung der Halterungsvorrichtung 10 sind inZusammenhang mit den folgenden Figuren beschrieben.
    [0048] 2 zeigteine geschnittene Seitenansicht eines Ausschnittes einer Halterungsvorrichtung 10 mitrandseitigem Flansch 11. Der Flansch 11 besteht ausden übereinanderangeordneten Rändernder Halterungselemente 12a, 12b. Beide Halterungselemente 12a, 12b bildenzusammen das Rahmenelement 14. Das Halterungselement 12a istZ-förmigabgekantet, und der Verbindungsschenkel liegt an der Stirnseite 15' der kreisrunden Öffnung desHitzeschildes an. Gezeigt ist in der Darstellung nur der rechts vonder Öffnungsmittegelegene Teil der Anordnung, währenddie linke, spiegelsymmetrisch ausgebildete Hälfte nicht dargestellt ist.Der Flansch 11 liegt mit der Innenseite des abgekantetenHalterungselementes 12a am flächigen Bauteil 15 an.In der Figur weist das Halterungselement 12b einen Abstandzum Halterungselement 12a auf. Im fertig montierten Zustand jedochliegen beide Halterungselemente im Bereich des Flansches 11 unmittelbaraneinander und sind miteinander und am flächigen Bauteil, zum Beispiel durchVerschweißen,befestigt.
    [0049] Wie 2 weiterzu entnehmen ist, ist zwischen den Halterungselementen 12a, 12b einScheibenelement 16 beweglich gelagert. Das Scheibenelementist als kreisförmigeScheibe mit einer runden Mittelöffnung 20 ausgebildet.Es wird auf das Halterungselement 12a aufgesetzt, bevordas zweite Halterungselement 12b am Halterungselement 12a befestigtwird. Das Scheibenelement 16 ist dabei so angeordnet, dasszwischen dem seitlichen Rand des Scheibenelementes 16 unddem Rahmenelement 14 ein Freiraum 17 als ringförmiger Spalt entsteht.Die umlaufende Anordnung des Freiraumes 17 gewährleistet,dass das Scheibenelement 16 in der Scheibenebene beweglichist.
    [0050] In 3 isteine geschnittene Seitenansicht einer Halterungsvorrichtung 10 miteinem als Lochscheibe ausgeführtenScheibenelement 16 und mit einem randseitigen Flansch 11 dargestellt.Die Anordnung entspricht im Wesentlichen derjenigen in 1.Unterschiedlich ist aber das Vorgehen bei der Montage der Haltevorrichtung 10.Hier ist die Halterungsvorrichtung 10 bei der Montage bereitsvormontiert. Das heißt,dass die beiden Halterungselemente 12a, 12b desRahmenelementes 14 im Flanschbereich 11 durchPunktschweißstellen 18 miteinander verschweißt wurden,nachdem die Lochscheibe 16 zwischen beiden eingelegt wurde.Anschließendwird die Halterungsvorrichtung 10 an den Stellen 18' mit dem flächigen Bauteil 15 verschweißt.
    [0051] 4 zeigteine geschnittene Seitenansicht einer Halterungsvorrichtung 10 miteinem Rahmenelement 14, das aus zwei Halterungselementen 12a, 12b besteht,die jeweils an gegenüberliegendenSeiten am flächigenBauteil anliegen und überQuerstreben 19 miteinander verbunden sind. Die Querstreben 19 sindzwischen dem flächigenBauteil 15 und dem Scheibenelement 16 angeordnet,wobei die Querstreben beabstandet vom Scheibenelement 16 angeordnetsind, so dass ein Freiraum 17 entsteht und die Bewegungsfreiheitdes Scheibenelementes 16 gewährleistet ist. In der hiergezeigten Ausführungsform istdas Rahmenelement 14 fest am flächigen Bauteil 15 angebracht.Die Montage erfolgt dadurch, dass die Halterungselemente 12a und 12b nacheinander amHitzeschild 15 montiert werden, ähnlich wie in 1.
    [0052] 5 isteine geschnittene Seitenansicht eines Teilbereichs der erfindungsgemäßen Halterungsvorrichtung, ähnlich derjenigender 1. Hier sind jedoch das Scheibenelement 16 undRahmenelement 14 keine getrennten Komponenten, sondernintegriert ausgebildet. Das Rahmenelement 14 besteht auseinem oberen und einem unteren Halterungselement 12a, 12b,die an ihren inneren, zur Öffnung 20 hinliegenden Rändernmiteinander verkrallt werden. Die Darstellung der 5 zeigtdas Rahmenelement 14 im unverkrallten Zustand, nachdemdie einzelnen Komponenten bereits am Hitzeschild 15 angeordnet sind,um die Montage durchzuführen.Es ist zu erkennen, dass der innere Randbereich des unteren Halterungselementes 12b untereinem Winkel von ca. 180 ° zurückgebogenist. Im weiteren Verlauf ist der vordere Bereich des inneren Randbereichesdes unteren Halterungselementes 12b unter einem Winkel vonca. 100 ° bis125 ° wiederzurückgebogen.Der innere Bereich des oberen Halterungselementes 12a istunter einem Winkel von ca. 50 ° bis80 ° nachinnen gebogen. Die umgebogenen Bereiche der beiden Halterungselemente 12a, 12b sinddabei so dimensioniert, dass sie miteinander im Einklang stehen.Die Verkrallung erfolgt durch Verpressen der Halterungselemente 12a und 12b gegeneinander.
    [0053] 6 zeigtdas in 5 dargestellte Rahmenelement 14 im verkralltenZustand. Die Verkrallung der beiden Halterungselemente 12a, 12b ist kraftschlüssig ausgebildetund so dimensioniert, dass die Dicke des inneren Verkrallungsbereiches geringfügig größer istals die Dicke des flächigen Bauteils 15,so dass das in das Scheibenelement 16 integrierte Rahmenelement 14 inScheibenebene beweglich ist.
    [0054] 7 zeigteine Draufsicht eines als Lochscheibe ausgebildeten Scheibenelementes 16 mitintegriertem Rahmenelement 14. Das als Lochscheibe ausgebildeteScheibenelement 16 weist dabei einen Durchlass 20 auf,durch den das rohrförmigeWerkstückgeführtwird.
    [0055] In 8 isteine geschnittene Seitenansicht einer Halterungsvorrichtung 10 miteinem Scheibenelement 16 dargestellt, bei dem im Aufnahmebereich eineKlammervorrichtung 21 ausgebildet ist. Abgesehen davon, ähnelt dieAnordnung derjenigen der 1. Das Scheibenelement 16 weisthier aber keine Durchgangsöffnungzur Aufnahme des rohrförmigenWerkstücks(z.B. der Lambdasonde) auf, sondern ist als geschlossene Kreisringscheibeausgebildet, auf der die Klammervorrichtung 21 befestigtist. Die Klammervorrichtung 21 ist dabei so ausgebildet, dassein rohrförmigesWerkstückohne weitere zusätzlicheBefestigungselemente, wie zum Beispiel Schrauben, Bolzen, etc.,durch Festklemmen mit dem Scheibenelement 16 verbundenwerden kann. Das obere Halterungselement 12a ist so ausgebildet, dassbei einer mittigen Stellung des Scheibenelementes 16, zwischender Klammervorrichtung 21 und dem oberen Halterungselement 12a,Aussparungen 22 vorhanden sind, deren Länge größer oder gleich der Länge desFreiraumes 17 ist. Dadurch wird die Bewegungsfreiheit desScheibenelementes 16 in Scheibenebene gewährleistet.
    [0056] 9 zeigteine geschnittene Seitenansicht einer Halterungsvorrichtung 10 miteinem Scheibenelement 16, an dessen Aufnahmebereich eineLagerbuchse 23 mit integriertem Puffer 24 ausgebildetist. Die Lagerbuchse 23 ist in dem gezeigten Beispiel als indas Scheibenelement 16 integrierter Rohrstutzen ausgebildet,dessen vom Scheibenelement 16 abgewandte Seite offen ist.Das rohrförmigeWerkstück wirdzur Befestigung am Scheibenelement 16 in den Rohrstutzen 23 eingeführt undliegt mit seiner Stirnseite am Puffer 24 an. Der Puffer 24 federtBewegungen des rohrförmigenWerkstückesoder der Halterungsvorrichtung 10 in vertikaler Richtungab und verhindert so eine Beschädigungdes rohrförmigen Werkstückes.
    [0057] 10 zeigteine geschnittene Seitenansicht eines Teilbereichs einer Halterungsvorrichtung 10 miteinem Scheibenelement 16, an dessen Oberfläche eineSicke 25 ausgebildet ist, die zur weiteren Verbesserungder Abdichtung des rohrförmigen Werkstücks dient.Abgesehen davon, entspricht die Anordnung im Wesentlichen derjenigenin 1. Die Sicke 25 ist beabstandet vom Rahmenelement 14 angeordnet,wobei der Abstand größer odergleich der Längedes Freiraums 17 ist. Wird diese Ausführungsform beispielsweise imBereich des Abgasstrangs einer Verbrennungsmotoranlage angeordnet, istdie Sicke 25 bevorzugt auf der dem Krümmer des Abgasstrangs zugewandtenSeite des Scheibenelementes 16 ausgebildet.
    [0058] In 11 istdie geschnittene Seitenansicht einer Halterungsvorrichtung 10 miteinem als Lochscheibe ausgebildeten Scheibenelement 16 mitintegriertem Rahmenelement 14 dargestellt. Durch den Durchlassdes Scheibenelementes 16 ist ein rohrförmiges Werkstück 27 geführt, welchesin der hier gezeigten Ausführungsformeine Lambdasonde ist. Abgesehen davon, entspricht die Halterungsvorrichtung 10 imWesentlichen derjenigen, von der ein Teilbereich in 6 dargestelltist. Die Lambdasonde ist im Durchlassbereich im Wesentlichen passendmit dem Durchlass ausgebildet. Direkt oberhalb und unterhalb desDurchlassbereiches weist die Lambdasonde Flansche 28 auf,die jeweils am Scheibenelement 16 anliegen und die Halterungsvorrichtung 10 somitumgreifen. Dadurch wird die Abdichtung des rohrförmigen Werkstücks 27 weiterverbessert. Um die Dichtigkeit weiter zu erhöhen, kann das Scheibenelement 16 imBereich der Flansche 28 auf seiner Oberfläche miteiner Sicke (wie in 10 dargestellt) ausgebildetwerden.
    [0059] 12 zeigteine Halterungsvorrichtung 10 ähnlich der aus 3,wobei das untere Halterungselement 12b im äußeren Flanschbereichauf das obere Halterungselement 12a umgebördelt istund dieses somit umgreift. Durch das Umbördeln sind die beiden Halterungselemente 12a, 12b festmiteinander verbunden und müssendeshalb, im Unterschied zu 3, nichtmehr miteinander verschweißtwerden. Die Schweißstellen 18' stellen lediglicheine Verschweißungder Halterungsvorrichtung 10 mit dem flächigen Bauteil 15 dar.
    [0060] 13 isteine geschnittene Seitenansicht eines Teilbereichs einer Halterungsvorrichtung 10, ähnlich derjenigender 6. Hierbei sind jedoch die inneren, der Öffnung 20 zugewandtenRänderder Halterungselemente 12a, 12b auf sich selbstumgebördeltund liegen mit ihren umgebördeltenBereichen flächiganeinander an und sind durch eine Punktschweißstelle 18 miteinanderverschweißt.
    权利要求:
    Claims (34)
    [1] Halterungsvorrichtung für ein rohrförmiges Werkstück zur Verwendungin Verbrennungsmotoranlagen, dadurch gekennzeichnet, dassdie Halterungsvorrichtung (10) mindestens ein Scheibenelement(16) aufweist, welches einen Aufnahmebereich zur Aufnahmedes rohrförmigenWerkstücks(27) aufweist, wobei das Scheibenelement (16)in einer Öffnungeines flächigenBauteils (15) der Verbrennungsmotoranlage angeordnet istund in der Scheibenebene bewegbar ist; dass die Halterungsvorrichtung(10) ein Rahmenelement (14) aufweist, welchesdas Scheibenelement (16) hält und welches am Öffnungsrandbereichdes flächigenBauteils (15) gelagert ist; und dass die Halterungsvorrichtung(10) nach Aufnahme des rohrförmigen Werkstücks (27)die Öffnungdes flächigenBauteils (15) abdeckt.
    [2] Halterungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass das flächigeBauteil (15) der Verbrennungsmotoranlage ein Hitzeschildist.
    [3] Halterungsvorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,dass das Hitzeschild im Bereich des Abgasstrangs angeordnet ist.
    [4] Halterungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis3, dadurch gekennzeichnet, dass das rohrförmige Werkstück (27)ein Sensor ist.
    [5] Halterungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis4, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor eine Lambdasonde ist.
    [6] Halterungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis5, dadurch gekennzeichnet, dass das Scheibenelement (16)im Wesentlichen rund, oval oder vieleckig ausgebildet ist.
    [7] Halterungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis6, dadurch gekennzeichnet, dass das Scheibenelement (16)nur in einer Richtung der Scheibenebene bewegbar ist.
    [8] Halterungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis7, dadurch gekennzeichnet, dass das Scheibenelement (16)aus Metall oder einer Metalllegierung gebildet ist und bevorzugtaus Kupfer oder Stahl besteht.
    [9] Halterungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis7, dadurch gekennzeichnet, dass das Scheibenelement (16)aus einem hochtemperaturstabilen faserverstärkten Werkstoff gebildet ist.
    [10] Halterungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis9, dadurch gekennzeichnet, dass das Scheibenelement (16)mehrlagig ausgebildet ist.
    [11] Halterungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis10, dadurch gekennzeichnet, dass das Rahmenelement (14)aus Metall oder einer Metalllegierung besteht.
    [12] Halterungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis10, dadurch gekennzeichnet, dass das Rahmenelement (14)aus einem hochtemperaturstabilen faserverstärkten Werkstoff gebildet ist.
    [13] Halterungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis12, dadurch gekennzeichnet, dass der Rand des Rahmenelementes (14)als Flansch (11) ausgebildet ist, welcher auf dem flächigen Bauteil (15)auflagert.
    [14] Halterungsvorrichtung gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,dass der Flansch (11) des Rahmenelementes (14)fest am flächigenBauteil (15) angebracht ist, wobei der Flansch (11)bevorzugt durch Schweißen,Nieten, Verkrallen und/oder Bördelnmit dem flächigenBauteil (15) verbunden ist.
    [15] Halterungsvorrichtung gemäß Anspruch 13 oder 14, dadurchgekennzeichnet, dass das Rahmenelement (14) den Randbereichdes Scheibenelementes (16) umgreift.
    [16] Halterungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis12, dadurch gekennzeichnet, dass das Rahmenelement (14)ein oberes und ein unteres Halterungselement (12a, 12b)aufweist, welche an ihren Randbereichen am flächigen Bauteil (15)anliegen und zwischen welchen das Scheibenelement (16) angeordnetist.
    [17] Halterungsvorrichtung gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,dass das obere und untere Halterungselement (12a, 12b)durch Querstege (19) biegesteif miteinander verbunden werden,wobei die Längeder Stege (19) im Wesentlichen der Dicke des flächigen Bauteils(15) entspricht.
    [18] Halterungsvorrichtung gemäß Anspruch 16 oder 17, dadurchgekennzeichnet, dass die oberen und unteren Halterungselemente (12a, 12b)des Rahmenelementes (14) am flächigen Bauteil (15) festangebracht sind, wobei die Halterungselemente (12a, 12b)bevorzugt durch Schweißen,Nieten, Verkrallen und/oder Bördelnmit dem flächigenBauteil (15) verbunden sind.
    [19] Halterungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis12, dadurch gekennzeichnet, dass das Rahmenelement (14)als Teil des Scheibenelementes (16) ausgebildet ist.
    [20] Halterungsvorrichtung gemäß Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet,dass das Rahmenelement (14) aus einem oberen und einemunteren Halterungselement (12a, 12b) besteht,welche im Wesentlichen kongruent zueinander angeordnet sind undjeweils einen inneren und einen äußeren Randaufweisen, wobei die äußeren Ränder amflächigenBauteil (15) beweglich anliegen und die Halterungselemente (12a, 12b)im Bereich ihrer inneren Ränderfest miteinander verbunden sind und das Scheibenelement (16)bilden.
    [21] Halterungsvorrichtung gemäß Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet,dass die feste Verbindung zwischen den inneren Rändern der Halterungselemente(12a, 12b) durch eine mehrlagige Verkrallung derRänderausgebildet ist, wobei einer der Ränder mindestens dreilagig ausgebildetist.
    [22] Halterungsvorrichtung gemäß Anspruch 20 oder 21, dadurchgekennzeichnet, dass die inneren Randbereiche der Halterungselemente(12a, 12b) des Rahmenelementes (14) miteinanderverschweißt und/odervernietet sind.
    [23] Halterungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis22, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmebereich des Scheibenelementes(16) als Durchlass (20) im Scheibenelement (16)ausgebildet ist, wobei der Durchmesser des Durchlasses (20)im Wesentlichen dem Durchmesser des rohrförmigen Werkstücks (27)entspricht.
    [24] Halterungsvorrichtung gemäß Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet,dass der Durchlass (20) des Scheibenelementes (16)als hohler und an beiden Stirnseiten offener Rohrstutzen ausgebildetist.
    [25] Halterungsvorrichtung gemäß Anspruch 23 oder 24, dadurchgekennzeichnet, dass das Scheibenelement (16) auf mindestenseiner Seite eine Sicke (25) aufweist.
    [26] Halterungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 23 bis25, dadurch gekennzeichnet, dass die Kante des Scheibenelementes(16) im Durchlassbereich (20) ein Gewinde aufweist.
    [27] Halterungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis22, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmebereich des Scheibenelementes(16) ein Befestigungselement zum Befestigen des rohrförmigen Werkstückes (27)aufweist.
    [28] Halterungsvorrichtung gemäß Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet,dass das Befestigungselement als Schraube oder als Klammervorrichtungausgebildet ist.
    [29] Halterungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis22, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmebereich des Scheibenelementes(16) eine Lagerbuchse (23) zur Lagerung des rohrförmigen Werkstückes (27)aufweist.
    [30] Halterungsvorrichtung gemäß Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet,dass das rohrförmige Werkstück (27)fest mit der Lagerbuchse (23) verbunden ist.
    [31] Halterungsvorrichtung gemäß Anspruch 29 oder 30, dadurchgekennzeichnet, dass der Aufnahmebereich einen Puffer (24)aufweist, welcher zwischen Scheibenelement (16) und demaufzunehmenden rohrförmigenWerkstück(27) angeordnet ist.
    [32] Halterungsvorrichtung gemäß Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet,dass der Puffer (24) als Drahtkissen ausgebildet ist.
    [33] Halterungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis32, dadurch gekennzeichnet, dass der Randbereich der Öffnung desflächigenBauteils (15) an mindestens einer Seite als Vertiefungausgebildet ist, wobei die Stärkeder Vertiefung im Wesentlichen der Dicke des mit dieser Seite korrespondierenHalterungselementes (12a, 12b) des Rahmenelementes (14)entspricht.
    [34] Halterungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis33, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Scheibenelemente (16)von einem Rahmenelement (14) gehalten werden.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    DE102004023442B4|2007-05-03|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2005-12-08| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2007-10-31| 8364| No opposition during term of opposition|
    2014-02-27| R119| Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee|Effective date: 20131203 |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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